超長炮孔探測方法

2023-07-26 10:40:46 2

專利名稱:超長炮孔探測方法
技術領域：
本發明涉及超前地質預報領域，尤其涉及一種超長炮孔探測方法。
背景技術：
鑑於隧道洞身巖溶的複雜性和隧道施工的安全性，在隧道開挖時，都需要對掌子面前方的圍巖與地層情況做出超前預報。特別是工作面前方和工作面周邊安全巖盤厚度範圍內的超前探測，直接關係到隧道的施工安全。
由於隧道洞身巖溶的複雜性和隧道地質勘察工作的艱巨性，決定了地面勘察難以準確查明隧道洞身形態各異、分布不均的具體巖溶、巖溶水、斷層等地質難題，隧道超前預報中的各種方法都有其局限性，如物探方法存在多解性，超前鑽探佔用施工工作面時間長，效率低，影響施工進度，通常鑽孔數量少，難以保證施工工作面及周邊有安全巖盤厚度的巖盤，存在隧道工程施工發生湧水突泥災害風險。
因此，有必要提供一種超長炮孔探測方法克服上述缺陷。

發明內容
本發明的目的是提供一種超長炮孔探測方法，能保證施工工作面及周邊有安全巖盤厚度的巖盤，從而保證了施工的安全性。而且，該方法探測快捷，從而可加快施工進度。
為了實現上述目的，本發明提供了一種超長炮孔探測方法，包括如下步驟:(I)通過取樣試驗測量或查表獲得隔水巖盤的粘聚力和內摩擦角，並測量溶腔的水壓和估算溶腔的體積；(2)根據溶腔與洞軸線的相對位置、巖體強度、溶腔水壓和溶腔體積計算隔水巖盤的安全厚度；(3)根據隧道圍巖類別確定開挖方式以及與開挖方式對應的隧道設計標準圖，從隧道設計標準圖中獲得開挖面的尺寸，並根據開挖面的尺寸，計算開挖面以外安全巖盤的面積；(4)根據隔水巖盤的安全厚度和開挖面以外安全巖盤的面積，確定布置在開挖面上的超長炮孔的數量；(5)根據開挖方式和確定的超長炮孔的數量，採用兩循環交錯布置方式或者單循環布置方式在開挖面上布置超長炮孔；其中，所述步驟(2)具體為:計算位於隔水巖盤後的溶腔的體積值與隧道每米長的體積值的比值，當比值小於150時，根據 公式
權利要求
1.一種超長炮孔探測方法，包括如下步驟: (1)通過取樣試驗測量或查表獲得隔水巖盤的粘聚力和內摩擦角，並測量溶腔的水壓和估算溶腔的體積； (2)根據溶腔與洞軸線的相對位置、巖體強度、溶腔水壓和溶腔體積計算隔水巖盤的安全厚度； (3)根據隧道圍巖類別確定開挖方式以及與開挖方式對應的隧道設計標準圖，從隧道設計標準圖中獲得開挖面的尺寸，並根據開挖面的尺寸，計算開挖面以外安全巖盤的面積； (4)根據隔水巖盤的安全厚度和開挖面以外安全巖盤的面積，確定布置在開挖面上的超長炮孔的數量； (5)根據開挖方式和確定的超長炮孔的數量，採用兩循環交錯布置方式或者單循環布置方式在開挖面上布置超長炮孔； 其中，所述步驟(2)具體為:計算位於隔水巖盤後的溶腔的體積值與隧道每米長的體






積值的比值，當比值小於150時，根據公式
2.如權利要求
1所述的超長炮孔探測方法，其特徵在於，所述步驟(4)具體為: 根據公式
3.如權利要求
2所述的超長炮孔探測方法，其特徵在於，所述步驟(5)具體為: 當開挖方式為正洞開挖時，根據確定的超長炮孔的數量，採用兩循環交錯布置方式在開挖面的邊緣和開挖面內布置超長炮孔；當開挖方式為平導開挖時，根據確定的超長炮孔的數量，採用單循環布置方式在開挖面的邊緣和開挖面內布置超長炮孔。
4.如權利要求
3所述的超長炮孔探測方法，其特徵在於，所述單循環布置方式為:在位於開挖面內的開挖面的中心線上均勻布置多個單循環超長炮孔，在開挖面的頂點和開挖面底邊的中點各布置一個單循環超長炮孔，並以開挖面的中心線為對稱軸，在開挖面的邊緣上對稱布置多個單循環超長炮孔，其中，布置在位於開挖面內的開挖面的中心線上的單循環超長炮孔垂直於開挖面，位於開挖面頂點兩側且鄰近開挖面頂點的兩個單循環超長炮孔的炮孔軸線與隧道軸線的夾角α I呈銳角，布置在開挖面邊緣上的其它單循環超長炮孔的炮孔軸線與隧道軸線的夾角α2呈銳角。
5.如權利要求
4所述的超長炮孔探測方法，其特徵在於，α1=18 22°，α 2=38 42。。
6.如權利要求
3所述的超長炮孔探測方法，其特徵在於，所述兩循環交錯布置方式包括以下步驟: (6)在位於開挖面內的開挖面的中心線上均勻布置多個第一循環超長炮孔，在開挖面的頂點和開挖面底邊的中點各布置一個第一循環超長炮孔，並在開挖面的邊緣上和開挖面內以開挖面的中心線為對稱軸對稱布置多個第一循環超長炮孔，其中，布置在開挖面內的第一循環超長炮孔均垂直於開挖面，位於開挖面頂點兩側且鄰近開挖面頂點的兩個第一循環超長炮孔的炮孔軸線與隧道軸線夾角β I呈銳角，布置在開挖面邊緣上的其它第一循環超長炮孔的炮孔軸線與隧道軸線夾角β2呈銳角，並且，在開挖面內布置完第一循環超長炮孔並探測無地質異常後，對開挖面上另外設置的炮孔放炮進行一次開挖形成新的開挖面； (7)在新的開挖面的頂點布置一個第二循環超長炮孔，在開挖面邊緣上的每兩個第一循環超長炮孔之間布置一個第二循環超長炮孔，在開挖面中心線上的每兩個第一循環超長炮孔之間布置兩個第二循環超長炮孔，並在開挖面內以開挖面的中心線為對稱軸對稱布置多個第二循環超長炮孔，其中，在開挖面內的第二循環超長炮孔垂直於開挖面，位於開挖面頂點兩側且鄰近開挖面頂點的兩個第二循環超長炮孔的炮孔軸線與隧道軸線夾角ΘI呈銳角，布置在開挖面邊緣上的其它第二循環超長炮孔的炮孔軸線與隧道軸線的夾角Θ 2呈銳角，並且，在新的開挖面內布置完第二循環超長炮孔並探測無地質異常後，對新的開挖面上另外設置的炮孔放炮進行再次開挖，且判斷是否開挖完畢，若否，則返回步驟(6)，否則，結束。
7.如權利要求
6所述的超長炮孔探測方法，其特徵在於，β1=18 22°，β 2=38 42° , Θ 1=18 22° , Θ 2=38 42°。
8.如權利要求
4或6所述的超長炮孔探測方法，其特徵在於，單循環超長炮孔、第一循環超長炮孔和第二 循環超長炮孔的長度均為5米。
專利摘要
本發明公開了一種超長炮孔探測方法，包括如下步驟(1)計算隔水巖盤的安全厚度；(2)根據隧道設計標準圖中獲得開挖面的尺寸，計算開挖面以外安全巖盤的面積；(3)根據隔水巖盤的安全厚度和開挖面以外安全巖盤的面積，確定布置在開挖面上的超長炮孔的數量；(4)根據開挖方式和確定的超長炮孔的數量，採用兩循環交錯布置方式或者單循環布置方式在開挖面上布置超長炮孔。本發明能保證施工工作面及周邊有安全巖盤厚度的巖盤，從而保證了施工的安全性，而且，該方法探測快捷，可加快施工進度。
文檔編號E21B49/00GKCN102322773 B發布類型授權 專利申請號CN 201110263256
公開日2013年8月21日 申請日期2011年9月7日
發明者周柏林, 劉坡拉, 曾強運, 曹哲明, 林昀, 崔德海, 徐紅星 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3), 非專利引用 (3),